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110kV肇庆变电站电气部分初步设计【4张图纸】【优秀】

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110kV肇庆变电站电气部分初步设计【4张图纸】【优秀】.rar

110kV肇庆变电站电气部分初步设计说明书.doc---(点击预览)

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关键词：: 110kV肇庆变电站电气部分初步设计图纸 110kV

资源描述：

110kV肇庆变电站电气部分初步设计

39页 16000字数+说明书+任务书+4张CAD图纸【详情如下】

主接线A0.dwg

任务书.doc

出线A1.dwg

总平图A1.dwg

断面图图A1.dwg

110kV肇庆变电站电气部分初步设计说明书.doc

110kV肇庆变电站电气部分初步设计.gif

QQ截图20130801190850.gif

QQ截图20130801190941.gif

出线A1.gif

断面图图A1.gif

总平图A1.gif

1 引言1

1.1 设计的内容范围1

1.2 站址选择1

1.3 设计原则1

2 110kV肇庆变电站电力系统设计3

2.1 项目建设的必要性3

2.2 变电站在系统中的作用3

2.3 本站的建设规模3

3 电气主接线经济技术比较4

4 110kV肇庆比电站设计方案概述5

4.1 建设规模5

4.2 本方案的特点和适用范围5

4.3 本方案主要技术经济指标5

5 电气部分6

5.1 电气主接线6

5.2 短路电流及主要设备选择6

5.3 过电压保护和防雷、接地8

5.4 电气设备布置及配电装置9

5.5 站用电及照明9

5.6 电缆设施9

5.7 电气二次线10

5.8 直流系统10

5.9 站内监控系统11

5.10 继电保护及测控11

5.11 其他15

6 短路电流计算17

7.1 阻抗资料17

7.2 短路电流计算17

7主要设备选择19

7.1 电气设备选择的概述19

7.2 断路器选择：20

7.3 隔离开关选择22

7.4 电流互感器选择：23

7.5 导体及电缆选择24

7.6 穿墙套管选择：26

7.7 支柱绝缘子选择：27

8 避雷针的设计书28

8.1避雷针的设置28

8.2避雷针的选择与效验28

9 结论33

谢辞34

参考文献35

1 引言

1.1 设计的内容范围

1)110kVxx变电站围墙以内的全部生产及辅助生产设施设计及建（构）筑物的土建设计。

2)编制工程概算。

1.2 站址选择

变电站站址的选择，遵循以靠近全镇用电负荷中心，用地安排不占用农田保护区，且交通比较方便为原则选定本站站址。站址周边没有文物古迹、风景保护区、征地交易。

可行性研究选择的站址位于xx,该站址符合电网区域规划, 靠近负荷中心，交通运输方便，地质、地形和地貌条件较为适合。由于该方案已得到规划部门批准，故不选择其它站址方案作比较。

1.3 设计原则

1.3.1系统条件

1）短路容量设定

系统短路容量按110kV母线短路电流按不大于25kA考虑；10kV母线短路电流按不大于20kA考虑。

2）系统继电保护

变电站按中间变电站考虑, 线路两侧均装设保护。

3）通信通道组织要求

设一条可靠通信通道, 并设一条独立于主通道的备用通道。

4）对远方监控的要求

具有实施监控的远方控制端, 能对变电站实行“四遥”操作。

由于变电站按无人值班综合自动化站设计, 对变电站的运行及控制将由远方控制端来完成。

2 110kV肇庆变电站电力系统设计

2.1 项目建设的必要性

　　本站周边的用电负荷的争长速度加快，原来的负荷满足不了今后的工业等的发展，新建本站来补充周边的用电负荷，所以建设本站十分有必要[2]。

2.2 变电站在系统中的作用

　　本站起到连接系统

2.3 本站的建设规模

2.3.1主变容量、台数、调压方式、阻抗参数及中性点接地方式

　　本期推荐装设2台双卷油浸风冷有载调压高阻抗变压器，参数为：

　　电压比： 110 8 1.5%/10.5千伏

　　阻抗电压：12.75%

　　接线组别： YN，d11

　　中性点接地方式：主变中性点直接接地，但应考虑不接地的运行方式。

2.3.2各级电压出线回路数

　　110千伏出线最终3回，本期2回，

　　10千伏最终出线36回，本期出线24回。

内容简介：: 长春工程学院毕业论文摘要肇庆110kV变电所是地区重要变电所，是电力系统110kV电压等级的重要部分。其设计分为电气一次部分和电气二次部分设计。一次部分由说明书，计算书与电气工程图组成，说明书和计算书包括二次部分由说明书，计算书与电气工程图组成。说明书和计算书包括整体概述;线路保护的整定计算；主变压器的保护整定计算；电容器的保护整定计算；母线保护和所用变保护设计。计算书和电气工程图为附录部分。其中一次部分电气AutoCAD制图四张；二次部分为AutoCAD制图一张。本变电所设计为毕业设计课题，以巩固大学所学知识。通过本次设计，使我对电气工程及其自动化专业的主干课程有一个较为全面，系统的掌握，增强了理论联系实际的能力，提高了工程意识，锻炼了我独立分析和解决电力工程设计问题的能力，为未来的实际工作奠定了必要的基础。关键词变电所变压器继电保护AbstractZhaoqing substation county 110kV substation is an important station in this distract, which is one of the extremely necessary parts of the 110kV network in electric power system. .The design of the substation can be separated in two parts: primary part and secondary part of the electric design.The first part consists of specifications, computation book and Electrical engineering drawings about the design. The specifications has several parts which are General analysis of the station, Load analysis, The selection of the main transformer, Layout of configuration, Computation of short circuit; Select of electric devices, Power distribution devices, General design of substation plane and the design of thunderbolt protection.The second part also consists of specifications, computation book and electrical drawings about the design. Specifications and computation book include following section: General, The evaluation and calculate of line protection, Transformer protection, capacitor protection, Bus protection and Self-using transformer protection.Computation book, Electrical engineering drawings and catalogue of drawings are attached in the end. There are ten drawings total, in which four are prepared by hand, others are prepared by computer in which installed the software electrical AutoCAD. From other view, it also can be classified as first part and second part.This is a design of substation for graduation design test. It can strengthen our specified knowledge.Key Words：substation transformer relay protection35目录1 引言11.1 设计的内容范围11.2 站址选择11.3 设计原则12 110kV肇庆变电站电力系统设计32.1 项目建设的必要性32.2 变电站在系统中的作用32.3 本站的建设规模33 电气主接线经济技术比较44 110kV肇庆比电站设计方案概述54.1 建设规模54.2 本方案的特点和适用范围54.3 本方案主要技术经济指标55 电气部分65.1 电气主接线65.2 短路电流及主要设备选择65.3 过电压保护和防雷、接地85.4 电气设备布置及配电装置95.5 站用电及照明95.6 电缆设施95.7 电气二次线105.8 直流系统105.9 站内监控系统115.10 继电保护及测控115.11 其他156 短路电流计算177.1 阻抗资料177.2 短路电流计算177主要设备选择197.1 电气设备选择的概述197.2 断路器选择：207.3 隔离开关选择227.4 电流互感器选择：237.5 导体及电缆选择247.6 穿墙套管选择：267.7 支柱绝缘子选择：278 避雷针的设计书288.1避雷针的设置288.2避雷针的选择与效验289 结论33谢辞34参考文献351 引言1.1 设计的内容范围1)110kVxx变电站围墙以内的全部生产及辅助生产设施设计及建（构）筑物的土建设计。2)编制工程概算。1.2 站址选择变电站站址的选择，遵循以靠近全镇用电负荷中心，用地安排不占用农田保护区，且交通比较方便为原则选定本站站址。站址周边没有文物古迹、风景保护区、征地交易。可行性研究选择的站址位于xx,该站址符合电网区域规划, 靠近负荷中心，交通运输方便，地质、地形和地貌条件较为适合。由于该方案已得到规划部门批准，故不选择其它站址方案作比较。1.3 设计原则1.3.1系统条件1）短路容量设定系统短路容量按110kV母线短路电流按不大于25kA考虑；10kV母线短路电流按不大于20kA考虑。2）系统继电保护变电站按中间变电站考虑, 线路两侧均装设保护。3）通信通道组织要求设一条可靠通信通道, 并设一条独立于主通道的备用通道。 4）对远方监控的要求具有实施监控的远方控制端, 能对变电站实行“四遥”操作。由于变电站按无人值班综合自动化站设计, 对变电站的运行及控制将由远方控制端来完成。1.3.2电气设计原则1）110kV配电装置采用户外普通中型布置，10kV配电装置采用开关柜户内布置。2）无功补偿按主变容量20%进行补偿。3）不设专用通信室、蓄电池室和低压室，通信设备、蓄电池和低压配电屏均布置于继保控制室内。4）通信设专用直流电源。5）设备选择国产化、无油化、低损耗、低噪音优质产品。6）110kV断路器按短路开断电流40kA进行选型，其它110kV设备按热稳定电流31.5kA进行设备选型。7）变电站按综合自动化无人值班设计, 取消常规的控制屏。8）直流电源采用110V免维护蓄电池及高频开关电源，采用双充双蓄电池组、单母线分段接线的形式； CT二次变比为1安；装设图像监视系统；本站除、10kV馈线、接地变、站用变、电容器的保护测控一体化装置及电能计量装置分散式安装在开关柜上外，其余均组屏布置于继电保护室。9）考虑到站址与水泥厂的距离仅为1.7km，且处于下风口，设备的外绝缘按级防污标准选择。2 110kV肇庆变电站电力系统设计2.1 项目建设的必要性本站周边的用电负荷的争长速度加快，原来的负荷满足不了今后的工业等的发展，新建本站来补充周边的用电负荷，所以建设本站十分有必要2。2.2 变电站在系统中的作用本站起到连接系统2.3 本站的建设规模2.3.1主变容量、台数、调压方式、阻抗参数及中性点接地方式本期推荐装设2台双卷油浸风冷有载调压高阻抗变压器，参数为：电压比： 110 8 1.5%/10.5千伏阻抗电压：12.75% 接线组别： YN，d11中性点接地方式：主变中性点直接接地，但应考虑不接地的运行方式。2.3.2各级电压出线回路数110千伏出线最终3回，本期2回，10千伏最终出线36回，本期出线24回。3 电气主接线经济技术比较在可行性研究报告里提到主接线的几种设计方案，现依据设计的经济性对，两方案进行比较：10110kV 变电所设计规范规定，10110kV 线路为两回及以下时，宜采用桥形、线路变压器组或线路分支接线。超过两回时，宜采用扩大桥形、单母线或分段单母线的接线。本变电站110kV 线路有3回，可选择双母线接线或单母线接线两种方案，如下图3-1所示。图3-1 方案图方案一供电可靠、运行方式灵活，但是倒闸操作复杂，容易误操作，占地面积大，设备多，投资大。方案二简单清晰，操作方便，不易误操作，设备少，投资小，占地面积小，但是运行可靠性和灵活性比方案一稍差1。本变电站为地区性变电站，电网特点是水电站发电保证出力时能满足地区负荷的需要，加上小火电，基本不需要外系统支援， 110kV 侧是为提高经济效益及系统稳定性而倒有一回线路与华中大电网联系，采用方案二能够满足本变电站110kV 侧对供电可靠性的要求，故选用投资小、节省占地面积的方案一。设置旁路设施的目的是为了减少在断路器检修时对用户供电的影响。4 110kV肇庆比电站设计方案概述4.1 建设规模4.1.1主变容量及台数本站主变容量的最终规模为340000kVA，本期建设2台40000kVA的三相双卷有载调压自冷变压器。4.1.2110千伏出线回路数110千伏出线最终3回，本期2回，1回至110kVxx变电站，1回至110kVxx变电站。4.1.310千伏出线回路数10千伏出线最终36回，本期24回。4.1.4无功补偿无功补偿采用成套并联电容器组，终期规模为66012kvar，本期为46012kvar。4.1.5自动化形式配置相应的继电保护、远动、通信等装置及设施，按无人值班综合自动化站设计。4.2 本方案的特点和适用范围由于本站属中间变电站，终期110kV出线为3回，有功率穿越，主接线采用母线结构较为合理。参考广东省110千伏变电站典型设计方案内容，结合关于汕头市110千伏xx变电工程可行性研究报告的批复的内容，本工程主接线110kV接线采用单母线带旁路的形式，10kV部分采用单母线双分段四段接线。该接线运行灵活，方便系统运行方式根据电网实际情况调整，提高供电可靠性。结合本站实际情况，110kV配电装置为敞开式设备户外布置, 主变压器户外布置, 10kV配电装置为成套开关柜户内双列布置。正常运行由远方控制端(独立的集中控制中心、兼管监控的调度所或中心变电站)通过远动通道对变电站实施监控, 设备定期巡视维护。由于，本站考虑分期建设，配电装置综合楼应一次性建成。站址位置应根据选站报告论证提出的方案经主管部门批准。变电站的建设应明确相应的调度关系和远方监控关系。远动通道应根据电力通信规划实施。4.3 本方案主要技术经济指标1)总投资见概预算2)单位造价见概预算5 电气部分5.1 电气主接线本设计方案110kV部分采用单母线带旁路接线，10kV部分采用单母线双分段四段接线。#1、#3主变10kV侧单臂进10kV母线，各带10kV出线12回，无功补偿电容2组，接地变1组，#1主变10kV侧带一台站用变；#2主变10kV双臂各进一段10kV母线，每段母线各带10kV出线6回，无功补偿电容器1组，A带一台接地变，B带一台站用变。10kV并联电容器装置根据无功管理及供用电规则，并联电容器装置的容量和分组按就地补偿、便于调整电压及不发生谐振的原则进行配置，每台主变设2组电容器，每组容量按6012kVar配置，共6组并联电容器装置，分别接在4段10kV母线上。主变压器容量最终规模为340MVA;主变压器110kV侧中性点接采用避雷器加保护间隙保护，也可经隔离开关接地。10kV侧中性点的接地方式需根据实际工程单相接地电容电流确定, 当需要经消弧线圈或接地电阻接地时, 由于主变压器10kV为三角形接线无中性点引出, 需配置接地变压器。每台主变10kV母线上各设置1台接地变压器, 用于引接消弧线圈或接地电阻, 本站设3台站用变压器(或由接地变压器兼用), 分别接于四段10kV母线上。根据实际情况本站10kV系统采用中性点经小电阻接地方式6。380V/220V站用电系统采用中性点直接接地方式。5.2 短路电流及主要设备选择5.2.1 短路电流计算的目的短路是电力系统中常发生的故障，短路电流直接影响电器的安全，危害主接线的运行，假如短路电流较大，为了使电器能承受短路电流的冲击，往往需要选择重型电器。这不仅会增加投资，甚至会因开断电流不满足而选择不到合适的高压电器，为了能合理选择轻型电器，在主接线设计时，应考滤限制Id的措施，即而需要计算Id。短路电流计算的一般规定：为了所选电器具有足够的可靠性、经济性、灵活性并在一定的时期内满足电力系统发展的需要，应对不同点的短路电流进行校验。短路电流计算应包括以下规定5：1）验算导体的稳定性和电器的动稳定热稳定以及电器开断电流的能力，应按本设计的设计规划容量来计算，并考虑到电力系统的5-10发展规划（一般应按本工程的建成之后的5-10年）。在确定短路电流时应按可能发生的短路电流的正常接线方式，而不应按照仅在切换时过程中的可能的并列运行方式的接线方式。2）选择导体和电器时所用的短路电流，在电气连接的网络中，应考虑具有反馈作用的异步电动机的影响和电容补偿装置放电电流的影响。3）选择导体和电器时，对不带电抗的回路的计算短路点，应选择在正常接线方式时短路电流最大的地点，对带电抗器6-10kV出线与厂用分支回路，除其母线与隔离开关之间隔板前的引线和套管的计算短路点应选择在电抗器之前外11，其余导体和电器的计算短路点一般选择在电抗器后。4）导体和电器的动稳定，热稳定以及电器的开断电流，一般按三相短路验算。若发电机的出口的两相短路或中性点直接接地系统及自耦变压器等回路中的单相，两相接地短路较三相短路严重时，则应按严重情况计算。5.2.2 短路电流计算的方法对电力系统网络的短路电流，从50年代以来，我国电力部门曾长期采用从前苏联引进的一种运算曲线来计算任意时刻的短路电流。所谓运算曲线，是按我国电力系统的统计得到汽轮发电机的参数，逐个计算在不同阻抗条件下，某时刻t的短路电流，然后取所有这些短路电流的平均值，作为运行曲线在某时刻t和计算电抗Xjs情况下的短路电流值。运算曲线包括两种方法，即同一变化法和个别变化法。短路电流计算如表5-1所示表5-1 短路电流计算结果短路点编号短路点位置短路点平均工作电压短路点周期分量起始值稳态短路电流有效值短路电流冲击值短路全电流最大有效值U（kV）I”kV）I（kA）ich（kA）Ich（kA）D1110 kV母线11525.125.16438D210 kV母线10.516.31641.5725短路电流计算过程见附录计算书5.2.3 主要设备选择主要设备选择如表5-2、表5-3、表5-4所示表5-2 断路器和隔离开关的选择结果设备项目断路器隔离开关110kV出线SF6-110WGW4-110W110kV旁路SF6-110WGW4-110W110kV主变引下线SF6-110WGW4-110W10kV出线ZN28-12QGN30-10Q10kV分段ZN28-12QGN30-10Q10kV主变引下线ZN28-12QGN30-10Q表5-3 电压互感器和电流互感器的选择结果电压等级设备类型110kV10kV电压互感器TYD110/3-0.02HJDZX9-10旁路、分段电流互感器LCWB-110WLMZJ-10Q出线电流互感器LCWB-110WLZZB9-10Q主变引下线电流互感器LCWB-110WLMZJ-10Q表5-4 绝缘子、穿墙套管选择结果电压等级项目110kV10kV绝缘子ZS-20/10穿墙套管CWLC2-20/3000电气设备选择具体计算详见计算书5.3 过电压保护和防雷、接地5.3.1直击雷保护110kV配电装置及主变压器为户外布置, 采用独立设置避雷针作防直击雷保护, 10kV配电装置及其余均为户内布置, 采用设置独立避雷针和在配电楼屋顶设f16热镀锌圆钢避雷带作防直击雷保护, 屋外主变压器可在其联合保护范围内4。5.3.2侵入波保护为防止线路侵入的雷电波过电压, 在110kV母线及10kV每段母线上分别安装带间隙氧化锌避雷器。在10kV每回出线安装带间隙氧化锌避雷器或阻容吸收装置7。为保护主变压器中性点绝缘, 在主变110kV侧中性点装设一台避雷器及放电间隙。10kV并联电容器根据规定装设氧化锌避雷器保护。5.3.3接地本方案变电站接地方式以水平接地体为主, 辅以垂直接地极, 水平接地带宜用f16热镀锌圆钢, 垂直接地极宜用50502500热镀锌角钢, 布置尽量利用配电室以外的空地。综合楼建筑物所有桩基应留有接地钢筋，并与主接地焊接成电气通路，各层楼板用16热镀锌圆钢敷设均压网。均压网留出设备接地点和接地连接点,接地引下线用16热镀锌圆钢沿柱边敷设并与主接地网连接, 综合楼女儿墙上用16热镀锌圆钢设环形避雷带, 用16热镀锌圆钢沿柱边或墙壁角敷设多点引至主接地网,形成鼠笼式接地。变电站主接地网的接地电阻应满足DL/T621-1997交流电气装置的接地的要求。变电站内采取防静电接地及保护接地措施。避雷器选择结果如表5-4所示表5-4 避雷器选择结果表名称项目避雷器110kV中性点Y1W-73/200110kV侧母线Y10W1-108/26810kV侧母线HY5W-16.5/45Z10kV侧主变引下线5.4 电气设备布置及配电装置本方案变电站除10kV高压开关柜等布置在室内外,主变压器和110kV配电装置均屋外布置。在可研报告里设计了两个总平面布置方案，方案1变电站的110kV配电装置采用敞开式常规设备软母线中型单列屋外布置，方案2变电站的110kV配电装置采用敞开式常规设备支撑硬母线中型单列屋外布置。方案1与方案2相比，设备投资较少，运行经验较为丰富，但站区占地面积较大，考虑本站所处的位置，本设计推荐方案1。主变压器布置于电气综合楼和110kV配电装置中间，屋外布置。电容器组布置在独立的半封闭电容器室内。本布置型式是在建筑模块“甲3”基础上进行修改。10kV配电室、接地变兼站用变室、消防间、警传室等布置在底层。10kV成套开关柜双列户内布置。5.5 站用电及照明站用电系统为单母线分段接线, 设分段自投,正常分列运行，采用380V三相四线制零线接地系统，由5面低压屏组成。站用低压配电屏采用抽出式智能型设备，进线配框架式万能断路器，各馈电回路与进线回路应相互配合，具有逻辑选择性保护功能。组屏布置于继保室。变电站工作照明由站用电交流屏供电, 事故照明由直流屏供电, 由事故处理人员到达现场后人工开启。电源容量满足维持事故照明2h。主控制室、配电室、变压器附近分别安装动力配电箱或电源箱, 供给检修、试验和照明电源。屋外照明采用防眩泛光灯, 屋内工作照明采用荧光灯和防眩泛光灯, 事故照明采用白炽灯。5.6 电缆设施电力电缆及控制电缆全部选用阻燃铜芯电缆。户内采用电缆沟及穿管明敷方式, 户外采用电缆沟敷设方式。微机监控和微机保护的电流、电压、信号接点引入线均采用屏蔽电缆。屏蔽层接地措施按国标GB50217-94电力工程电缆设计规范要求设计。电缆防火延燃措施按国标GB50217-94电力工程电缆设计规范中电缆防火和阻止延燃措施设计。5.7 电气二次线5.7.1 概述110kV户外常规单母线带旁路接线方式按最终3台主变考虑，10kV部分站用变与接地变分别设置。本站按综合自动化、可实现无人值班站设计，站内公用、110kV及主变部分保护及测控布置在主控室，颜色为RAL7035。其余部分下放置10kV高压开关柜。柜体尺寸采用2260H800H600（800）mm，颜色为国际灰，其中2260H800H800mm柜采用前开门型式。5.7.2 二次回路参数直流电压110V，交流电压380V/220V。电流互感器二次电流1A，电压互感器二次电压100V/57.7V。5.7.3 防误操作闭锁全站配置一套微机五防系统，与综合自动化系统一体化；10kV配电装置采用全工况“五防”开关柜；110kV配电装置部分除利用微机五防及监控五防外，还设置完善的电气闭琐，完成横向及纵向五防功能，保证人员安全。同期点设置本站110kV线路开关设置为同期点。5.7.4 测量与计量1）.全站电能表均采用0.5级/有功2级无功复费率电子式电能表，主变、110kV线路电能表集中组屏在主控制室，10kV电能表集中下放至安装在10kV开关室。采用三相四线制计量方式，表计选用双向双通讯口电子表计，配置电能量采集装置向地区、县计量主站传送数据。2）.测量功能由微机测控装置实现，在当地监控主站监视。5.8 直流系统全站设一套直流系统，用于站内一、二次设备、通信及自动化系统的供电，直流系统电压为110V，容量为300Ah，全所事故停电按2小时考虑。采用双充双蓄电池组、直流系统采用单母线分段接线，设分段开关，每段母线各带一套充电装置和一组蓄电池组，充电装置采用高频开关电源，模块按配置，蓄电池采用阀控式密封铅酸电池，放置方式采用蓄电池屏。每套系统设一套微机型绝缘监测装置和蓄电池容量检测仪，直流系统应具有智能化功能并能与站内自动化系统通信。直流系统采用混合型供电方式。110kV部分采用放射型供电，每一间隔按双回路方式直接从直流馈线屏获取电源。10kV部分则按10kV母线分段情况设置。每一段母线均按双回路配置。通信电源通过DC/DC变换器提供。此外供电方式还须符合继电保护和反措要求。5.9 站内监控系统5.9.1系统结构监控系统采用分层分布式结构，分为站级层和间隔层。站级层设备：包括远动主站、当地监控站、工程师站、公用接口设备等。间隔层设备：10kV馈线、接地变、站用变、电容器测控、保护合二为一，置于10kV开关柜，主变和110kV线路测控、保护各自独立，置于主控室，10kV分段保护和备自投也独立组屏置于主控室，其它智能设备可通过通信口或智能型设备接入监控系统。5.9.2 网络结构网络按双网考虑，通信介质采用双光纤。站级层和主控室间隔层设备采用以太网方式组网，高压室的间隔层设备可采用以太网组网，也可采用1Mbps及以上传输速率的现场总线组网。1)控制范围：全站的断路器、主变中性点电动隔离开关和110kV隔离开关。2)采用三级控制方式，断路器在远方调度端、当地监控主站和测控柜上控制，主变中性点隔离开关和110kV隔离开关在远方调度端、当地监控主站和操作机构箱上控制，正常情况下，锁定选择一种方式。110kV断路器测控装置应具有合闸同期检测功能。3)操作：为使整个监控系统能安全可靠地运行，监控系统须具有相应的安全、保护措施。（1).设置操作权限：依据操作员权限的大小，规定操作员对系统及各种业务活动的使用范围。（2).操作的唯一性：在多种操作方式下，如确定一种操作方式，那就必须闭锁其它操作方式。（3).对运行人员的任何操作：计算机都将做命令合法性检查和闭锁条件检查。（4)操作应按选点、校验、执行的步骤进行。5.10 继电保护及测控5.10.1系统保护：系统保护一般来说是指线路保护。根据继电保护和安全自动装置技术规程9SDJ683对继电保护有如下要求：第2.6.1条 110220kV直接接地电力网的线路，应装设反应接地短路和相间短路的保护装置。第2.6.2条在某些情况下，应装设全线速动的主保护。1)根据系统稳定要求有必要时；2)线路发生三相短路，如使发电厂厂用电或重要用户电压低于允许值（一般为60%额定电压），且其他保护不能无时限和有选择的切除短路时；3)电网主要部分的某些线路全线速的主保护，能显著简化电力网保护，并提高保护的选择性，灵敏性，和速动性以及后备作用时；4)如系统稳定要求装设全线速动主保护，且阶段性保护在正常运行方式下难以配合，不能取得应有的灵敏性和选择性时，可装设两套全线速动保护第2.6.3条 110kV宜采用远后备方式第2.6.4条对接地短路：1)宜装设带方向或不带方向的阶段式零序电流保护；2)某些线路，如方向性，接地距离保护可以明显改善整个电力网接地保护的性能，可装设接地距离保护，并辅之以阶段式零序电流保护。3)符合本规程第2.6.2条规定时，除装设全线速动接地主保护外，还应装设本条第一款或第二款所规定的保护装置，作为接地后备保护。第2.6.5条相间短路：1)单侧电源单回线路，可装设三相多段式电流或电流电压保护，如不能满足要求，则装设距离保护。2)双侧电源线路宜安装阶段式距离保护3)正常运行状态下保护安装处短路电流速断保护有1.2以上灵敏度时，则可装设此项保护。4)符合本规程第2.6.2条规定时，除装设全线速动相间主保护外，还应装设本条第二，三款所规定的保护相间后备保护和辅助保护。第2.6.6条并列运行平行线，根据电网的需要，可考虑装社下列保护装置。对110kV线路，可装设相间横联差动及零序横联差动保护作为主保护，为提高后备保护在相邻线路末端短路时的灵敏性，后备保护可按两回线和电流方式连接。根据以上要求本站的保护配置如下：110KV侧保护的选用：距离保护是根据故障点距离保护装置处的距离来确定其动作电流的，较少受运行方式的影响，在110220KV电网中得到广泛的应用。故在本设计中，采用三段式阶梯时限特性的距离保护。距离保护的第一段保护范围为本线路长度的80%85%，T1约为0.1S，第二段的保护范围为本线路全长并延伸至下一线路的一部分，T11约为0.50.6S，距离第一段和第二段构成线路的主保护。距离保护的第三段作为相邻线路保护和断路器拒动的远后备保护，和本线路第一段和第二断保护的近后备。110KV以上电压等级的电网通常均为中性点直接接地电网，在中性点直接接地电网中，当线路发生单相接地故障时，形成单相接地短路，将出线很大的短路电流，所以要装设接地保护。10KV侧保护的选用:从电力装置的继电保护和自动装置设计规范中查得，在10KV侧无时限和带时限电流速断保护配合，可作为本线路的主保护，但它不能起远后备保护的作用，为了能对线路起到近后备和对相邻线路起到运后备作用，还必须装设第三套电流保护，即定时限过电流保护。另外110kV、10kV线路还应设置以下几方面：1）110kV线路应设置光纤纵差保护、方向相间、接地距离保护、零序电流保护作距离保护的后备保护，检同期、检无压三相一次重合闸，同时具有分散式的故障录波功能。2）110kV线路测控装置应能实现本间隔的遥信、遥测、遥控及检同期手合、遥合功能。3）保护、测控装置均应有标准的通信口及通信规约。110kV线路设置进线备投。3）10kV线路采用三段式电流保护作主保护，过流保护，零序过流和线过流保护作后备保护，重合闸后加速跳闸，并具有低周减载功能，10kV分段设备自投装置。4）设110kV及10kV PT并列装置。5.10.2 元件保护：元件保护包括：主变保护、旁路保护、电容器保护、站用变保护、接地变保护、10kV分段开关保护。主变保护及测控：根据电力工程电气设计手册电气部分二次部分，第294节：变压器一般装设下列继电保护：1) 反应变压器油箱内部故障和油面降低的瓦斯保护。2) 相间短路保护，容量为6300kVA及以上，厂用工作变压器和并列运行的变压器，应装设纵差动保护。3) 后备保护，对由于外部相间短路引起的变压器过流，可采用复合电压启动用的过电流保护，它适用与于降压变压器，保护装置的整定值应考虑事故时可能出现的过负荷，对中性点直接接地电网中的变压器外部接地短路故障，应装设零序电流保护。4) 过负荷保护，对多绕组变压器，保护装置应能够反应备用侧过负荷的情况，过负荷保护应接与一相电流上，带时限动作于信号。依据以上保护配置原则配置以下保护：1）主保护为一套二次谐波制动原理的微机型纵差保护和主变本体非电量保护，保护动作跳变压器各侧断路器。2）后备保护110kV侧设110kV复合电压过流保护和间隙零序过流、过压保护，此后备保护与主保护共用一机箱，10kV侧单独设置一套10kV复合电压过流保护，作为10kV母线和馈线近端故障时的后备。110kV复合电压闭锁过流保护按二段式设置，且每段保护可独立投退，复合电压闭锁功能可独立投退，I段带方向指向变压器（方向元件可投退），带一时限动作跳开变压器各侧断路器，II段不带方向，设一个时限，动作跳开变压器各侧断路器。10kV复合电压闭锁过流保护按二段式设置，复合电压闭锁功能可独立投退，设两段三个时限，第一时限跳开10kV分段断路器同时闭锁备自投，第二时限跳开本侧断路器，第三时限跳开各侧断路器。零序过流保护按二段式设置，I段带方向指向母线（方向元件可投退），设二个时限，第一时限闭锁110kV备自投，第二时限跳开本侧断路器，II段不带方向，设一个时限，动作跳开变压器各侧断路器。间隙零序过流、过压保护跳主变各侧断路器。同时具有分散式故障录波、过流闭锁调压、过负荷报警等功能。配置结果：1) 差动保护。2) 瓦斯保护。3) 后备保护：由接地故障后备（零序）和相间故障后备。4) 过负荷保护：动作于信号。5）主变测控装置应能实现变压器遥信、遥测（含测温）、遥控及遥调功能。6）保护、测控装置均应有标准的通信口及通信规约。旁路保护110kV线路旁路采用光纤纵差保护，带主变时光纤纵差停用，采用距离保护。电容器保护及测控故障类型及保护方式对于1kV及以上电压的并联补偿电容器有以上故障及异常运行方式。1) 电容器组和断路器之间的连接线短路。2) 电容器内部故障及其引出线的短路。3) 电容器组由若干个电容器并联及串联组成，且在每个电容器上装设有熔断器，则当一部分电容器因故障切除后，其余电容器上电压升高可能超过允许值。4) 电容器的单相接地故障。一般情况10kV电容器采用微机型过压、失压保护及速断、过流保护，零序过流保护，设不平衡电流/电压保护。并具有遥信、遥测、遥控、通信功能。有些串联电容器组按规定还装设以下保护1）对电容器组和断路器之间连接线的短路，应装设无时限或带时限的电流保护，动作于跳闸。2）对电容器内部故障及其引出线的短路，可采用下列保护中的一种保护：如电容器的台数较多，可按电容器容量的大小及熔断器的断流容量将电容分组，在每组上装设熔断器。可将电容器分为两组，装设横联差动保护，动作于跳闸。c. 电容器组中由于个别电容器的切除而引起电压升高，可装设横联差动保护或利用电容器内部故障的横差保护。装置在未超过允许值时可作用于信号，超过允许值时应动作于跳闸。站用变保护及测控站用变保护采用微机型速断、过流及零序过流保护，380V分段设备自投，380V自动空气开关需设操作装置。并具有遥信、遥测、遥控、通信功能接地变保护及测控接地变保护采用微机型速断、过流及零序过流保护，保护动作第一时限跳10kV分段，第二时限跳本体，第三时限跳主变低压侧。并具有遥信、遥测、遥控、通信功能 10kV分段开关保护及测控10kV分段开关保护，应设限时速断、定时限过流保护、分段开关均衡负荷母联备自投功能，并设10kV PT并列装置。并具有遥信、遥测、遥控、通信功能。5.11 其他1）消防报警；全站设一套消防报警装置，具体配置依据国家相关规范和变电站的实际情况而定，其信号通过监控系统送至远方调度端。2）全站设一套图像监视系统，并与站内的监控系统和消防报警装置相连，这样可确保远方操作的可靠性，适时监视站内的环境，更好地实现无人运行。6 短路电流计算7.1 阻抗资料7.1.1 系统提供资料根据目前110千伏系统的现状，本设计110kV系统短路电流不得超过25kA条件设定。取基准容量Sj=100MVA，基准主变Uj=1.05Ue。以基准容量归算的系统阻抗值（标么值）为X=0.020。7.1.2 元件等值电抗计算考虑主变分列运行的情况下，10kV母线的短路电流限定为不超过20kA，根据设定的系统条件，主变压器阻抗标么值Xb0.255。对于40MVA的变压器，阻抗电压Uk（%）应大于12.75。因此，主变阻抗电压应选12.75%。本变电站主变采用三相双绕组变压器有载调压变压器，型号：SFZ9-40000/110，1108*1.25%/11。主变电抗=12.75%则主变侧电抗标么值： 7.2 短路电流计算7.2.1 d1点短路110kV侧提供的短路电流： 7.2.2 d2点短路10kV侧提供的短路电流：综上所述得：短路电流周期分量有效值：=25.1kA =16.3KA短路冲击电流有效值：短路电流计算结果如表7-1短路计算结果如7-1所示表7-1短路电流计算结果短路点编号短路点位置短路点平均工作电压短路点周期分量起始值稳态短路电流有效值短路电流冲击值短路全电流最大有效值U（kV）I”（kV）I（kA）ich（kA）Ich（kA）D1110 kV母线11525.125.16438D210 kV母线10.516.31641.5725注：表中ich=2.55I”，Ich=1.52I”7主要设备选择主变两侧额定电流：110kV侧：10kV侧：7.1 电气设备选择的概述7.1.1 选择的原则1）、应满足正常运行、检修、短路、和过电压情况下的要求，并考虑远景发展。2）应按当地环境条件校核。3）、应力求技术先进和经济合理4）、与整个工程的建设标准应协调一致。5）、同类设备应尽量减少种类。6）、选用的新产品均应具有可靠的实验数据。7.1.2 设备的选择和校验。电气设备和载流导体选择的一般条件1）按正常工作条件选择额定电压：所选电气设备和电缆的最高允许工作电压，不得低于装设回路的最高运行电压UeUew. 额定电流：所选电气设备的额定电流IO，或载流导体的长期允许电流Iy，不得低于装设回路的最大持续工作电流。计算回路的最大持续工作电流I max 时，应考虑回路在各种运行方式下的持续工作电流，选用最大者。2）按短路状态校验热稳定校验：当短路电流通过被选择的电气设备和载流导体时，其热效应不应超过允许值，QdQy，QdI2r t，t=tb+tdf 校验电气设备及电缆（36KV厂用馈线电缆除外）热稳定时，短路持续时间一般采用后备保护动作时间加断路器全分闸时间。动稳定校验：ichidw， IchIdw，用熔断器保护的电气设备和载流导体，可不校验热稳定；电缆不校验动稳定；3）短路校验时短路电流的计算条件所用短路电流其容量应按具体工程的设计规划容量计算，并应考虑电力系统的远景发展规划；计算电路应按可能发生最大短路电流的正常接线方式，而不应按仅在切换过程中可能并列的接线方式；短路的种类一般按三相短路校验；对于发电机出口的两相短路或中性点直接接地系统、自耦变压器等回路中的单相、两相接地短路较三相短路更严重时，应按严重情况校验。7.2 断路器选择：7.2.1 110kV侧：在本设计中110KV侧断路器采用SF6高压断路器，因为与传统的断路器相比SF6高压断路器具有安全可靠，开断性能好，结构简单，尺寸小，质量轻，操作噪音小，检修维护方便等优点，已在电力系统的各电压等级得到广泛的应用。110KV的配电装置是户外式，所以断路器也采用户外式。选择SF6-110W,3150A,31.5kA,80kA(3)设备参数如表8-1所示表8-1设备参数额定电压最高工作电压额定电流额定开断电流110KV145KV3150A31.5kA动稳定电流热稳定电流（3S）额定关合电流80kA31.5KA(3S)80KA根据上表数据校验：1）断路器的额定电压为110KV，不小于装设断路器所在电网的额定电压2）该断路器的最大持续工作电流：该断路器的额定电流为3150A，大于通过该断路器的最大持续工作电流210.9A。3）校验断路器的断流能力此断路器的额定开断电流=31.5KA短路电流周期分量：=25.1KA 4）此断路器的额定关合电流=80KA=64KA 5）动稳定校验动稳定电流：=80KA =64KA 热稳定效应：故选择该断路器满足要求。操作机构，采用气动操动机构；由电气工程电气设备手册（上册）查得应采用CQA-1型电气操动机构。7.2.2 10kV侧：选择ZN28-12Q，3150A，40kA，100 kA（4）设备参数如表8-2所示表8-2设备参数额定电压额定电流额定开断电流12KV3150A40kA动稳定电流热稳定电流（3S）额定关合电流100kA40KA(3S)100KA根据上表数据校验：1）断路器的额定电压为12KV，不小于装设断路器所在电网的额定电压2）该断路器的最大持续工作电流：该断路器的额定电流为3150A，大于通过该断路器的最大持续工作电流2309.5A。3）校验断路器的断流能力此断路器的额定开断电流=40KA短路电流周期分量：=16.3KA 4）此断路器的额定关合电流=100KA=41.57KA 5）动稳定校验动稳定电流：=100KA =41.57KA 热稳定效应：故选择该断路器满足要求。7.3 隔离开关选择 7.3.1 110kV侧：选择GW4-110（D/D）W/1250设备参数如表8-3所示表8-3设备参数额定电压额定电流110KV1250A动稳定电流热稳定电流（4S）80kA31.5KA(3S)根据上表数据校验：1）隔离开关的额定电压为110KV，不小于装设断路器所在电网的额定电压2）该隔离开关的最大持续工作电流：该隔离开关的额定电流为1250A，大于通过该断路器的最大持续工作电流210.9A。3）动稳定校验动稳定电流：=80KA =64KA 4热稳定效应：故选择该断路器满足要求。7.3.2 10kV侧：选择：GN30-10Q/1000设备参数如表8-4所示表8-4设备参数额定电压额定电流10KV1000A动稳定电流热稳定电流（4S）80kA31.5KA(3S)根据上表数据校验：1）隔离开关的额定电压为10KV，不小于装设断路器所在电网的额定电压2）该隔离开关的最大持续工作电流：该隔离开关的额定电流为1250A，大于通过该断路器的最大持续工作电流210.9A。3）动稳定校验动稳定电流：=80KA =64KA 4热稳定效应：故选择该断路器满足要求。额定电压：10kV10kV,额定电流：1000A210.9A，额定关合电流：80kA64kA 4热稳定电流：故选择该断路器满足要求。7.4 电流互感器选择：7.4.1 110kV主变侧1）选择LR-110，2300/1=600，30VA 额定电压：110 kV110 kV，额定电流2300A210.9A 额定峰值关合电流：80kA64kA, 1热稳定电流：故选择该电流互感器满足要求。 2）选择LRD-110，2300/1=600，30VA 额定电压：110 kV110 kV，额定电流2300A210.9A 额定峰值关合电流：80kA64kA,1热稳定电流：故选择该电流互感器满足要求。3）选择LMZJ-10Q，21500/1=3000额定电压：10 kV10 kV，额定电流21500A2309.5A额定峰值关合电流：80kA64kA,1热稳定电流：故选择该电流互感器满足要求。7.4.2 110kV线路侧选择LCWB-110W，2300/1=600额定电压：110 kV110 kV，额定电流2300A210.9A 额定峰值关合电流：80kA60kA,1热稳定电流：故选择该电流互感器满足要求。7.4.3 10kV线路侧选择LZZB9-10Q，额定电压：10 kV10 kV，额定电流2300A210.9A额定峰值关合电流：80kA41.57kA,1热稳定电流：故选择该电流互感器满足要求。7.5 导体及电缆选择7.5.1 110kV主变引下线：按经济电流密度选择，经济电流密度j=1.09（A/）按经济电流密计算的导体截面：故选用LGJ-240/30，其计算截面：275.96短路热稳定校验：按回路持续工作电流选择校验：0.85*=0.85407=345.95210.9A故选择LGJ-240/30满足要求。7.5.2 110kV线路导线回路持续工作电流：A按经济电流密计算的导体截面：故选用LGJ-240/30，其计算截面：275.96短路热稳定校验：按回路持续工作电流选择校验：0.85*=0.85407=345.95210.9A7.5.3 110kV母线，选择LGJ-30040回路持续工作电流：A按经济电流密计算的导体截面：故选用LGJ-240/30，其计算截面：275.96短路热稳定校验：按回路持续工作电流选择校验：0.85*=0.85407=345.95210.9A7.5.4 10kV主变引下线(母线桥)：按经济电流密度选择，经济电流密度j=1.09（A/）按经济电流密计算的导体截面：故选用2LMY-12510，其计算截面：2500短路热稳定校验：短路动稳定校验：按回路持续工作电流选择校验：0.85*=0.853200=2720A2309.5A故选择LMY-12510满足要求。绝缘子最大允许跨距：7.5.5 10kV母线，选择TMY-12510 回路持续工作电流：A故选择2TMY-12510，其计算截面：2500短路热稳定校验：短路电流动稳定校验：按回路持续工作电流选择校验：0.81*=0.814100=3321A2309.5A故选择TMY-12510满足要求。绝缘子最大允许跨距：7.5.6 10kV主变引下线同上7.5.7 10kV电容器回路：选择电缆YJV22-10-31207.6 穿墙套管选择：10KV侧：选择CWLC2-20/3000按回路持续工作电流选择：短路热稳定校验: 故，所选择设备满足要求！7.7 支柱绝缘子选择：10KV侧：选择ZS-20/10按回路持续工作电流选择：Ixu=20kA 短路热稳定校验:P=Kf*F=1.76*10-1*i2ch*lp/a=1*1.76*10-1*29.572*120/60=307.8(N)2.0(cm/Kv) 故，所选择设备满足要求！ 8 避雷针的设计书在生活中雷电分为两种：直击雷和感应雷。变电站对这两种雷点的保护采取不同的措施，直击雷采用避雷针来保护，感应雷用避雷器来保护。第一节直击雷过电压的保护根据电气设备过电压的保护设计技术规程规定，变电站直击雷过电压保护可采用避雷针或避雷线，本站采用室外中型布置，最高设备不高于11米，站内全部设备站地长为84.5米，宽为65米，拟用三跟独立避雷针作为全部直击雷过电压保护，按照规程规定，避雷针的接地网分别埋设，每支避雷针距电气设备不小于5米，地下接地线与设备接地相距不小于3米。8.1避雷针的设置8.1.1 根据电力设备过电压保护设计技术规程，对避雷针有如下几个方面的要求：8.1.2 根据各项事宜，为保护变电所电气设备免受直击雷的侵害，本站设计装设一支25 米等高的构架避雷针及四支25米等高的独立避雷针，且采用独立接地装置，通过计算，此设计满足防雷要求。8.2避雷针的选择与效验8.2.1 避雷针高度的确定：当D=7时，保护范围一侧最小宽度=0，所以要求D7，当h30m,p=1,D按较长的针距取为D=78.748m，则避雷针有效高度=11.25米，已知最高设备=11米，所以避雷针高度h=1111.25=22.25米，取避雷针高度为25米。拟定三针之间的距离： =51.3，=57.869，=52.507m,=49.614m.=27.139m,=56.639m,=78.742m,=36.438m,=65.488m,=32.063m8.2.2 防雷保护计算：将5支等高避雷针分为10组，然后分别按两支等高避雷针进行计算和效验，如果各边范围的一侧最小宽度0，则全部面积受到保护计算公式：h= =h （p=1）时=（）p 时=（1.52）p8.2.3 两支等高避雷针保护范围计算过程如下：两针间的保护最低点高度按下列计算：由图可以测得1-2间距为51.3米,两针间水平面上保护范围的一侧最小宽度按下式计算：由图知B点处安放避雷器时已将变压器构架保护在内，故，=7.5m所以当时，由图可以测得1-3间距为57.869米,两针间水平面上保护范围的一侧最小宽度按下式计算：由图知B点处安放避雷器时已将变压器构架保护在内，故，=7.5m,=11m所以当时，由图可以测得1-4间距为52.507米,两针间水平面上保护范围的一侧最小宽度按下式计算：由图知B点处安放避雷器时已将变压器构架保护在内，故，=7.5m, =11m所以当时，由图可以测得1-5间距为49.614米,两针间水平面上保护范围的一侧最小宽度按下式计算：由图知B点处安放避雷器时已将变压器构架保护在内，故，=7.5m, =11m所以当时，由图可以测得2-3间距为27.139米,两针间水平面上保护范围的一侧最小宽度按下式计算：由图知B点处安放避雷器时已将变压器构架保护在内，故，=7.5m, =11m所以当时，由图可以测得2-4间距为56.639米,两针间水平面上保护范围的一侧最小宽度按下式计算：由图知B点处安放避雷器时已将变压器构架保护在内，故，=7.5m, =11m所以当时，由图可以测得2-5间距为78.7

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